CN101987954B

CN101987954B - 一种无碱复合驱组合物

Info

Publication number: CN101987954B
Application number: CN 200910089126
Authority: CN
Inventors: 朱友益; 韩冬; 袁红
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: CN101987954A

Abstract

本发明涉及一种无碱复合驱组合物；按重量比由下列成分组成：复合表面活性剂0.1-0.4％，聚合物0.1-0.25％，氯化钠或硫酸钠0-1.0％，其余为水；复合表面活性剂为石油磺酸盐和非离子表面活性剂烷醇酰胺，二者重量比为(5-95)∶(95-5)；聚合物为聚丙烯酰胺或抗盐聚合物，平均分子量为1200～3500万；能在无碱条件下使油水界面张力达到超低，对油水具有适应性，具有抗二价阳离子的能力，在油藏温度条件下的界面张力测试表明，界面张力长期稳定良好；无碱与加碱驱油效果相当，无碱和无碱加盐可以避免造成结垢、乳化对采油工艺的不利影响，减少产出液后处理的投资成本。

Description

一种无碱复合驱组合物

技术领域

本发明涉及一种用于三次采油的化学复合驱组合物，特别是涉及一种无碱复合驱组合物及其在三次采油中的应用。

背景技术

目前中国石油主力油田水驱开发油田大都进入高含水、高采出程度的“双高”开发阶段，进一步提高采收率的难度加大。同时随着对石油需求压力的加大和老油田开采程度进一步加深，三次采油技术重要性将越发显现出来。化学复合驱技术经现场试验证明是大幅度提高高含水油田水驱采收率的有效方法之一。化学复合驱技术是八十年代后期发展起来的能够大幅度提高采收率的新方法，经过20多年的努力，在驱油用表面活性剂研制、配方体系研究、驱油机理研究、复合驱数值模拟软件研制、矿场试验方案设计、注采工艺研究、矿场试验动态监测研究等方面均取得了重大进展，从而使化学复合驱油技术成功地由室内研究进入到矿场试验研究阶段。自1992年起，我国已先后在胜利、大庆和克拉玛依油田进行了7个表面活性剂/碱/聚合物三元化学复合驱先导性矿场试验和扩大性矿场试验。这些矿场试验分属不同的油区，试验区的油藏条件差异显著，但化学复合驱矿场试验均见到了明显的效果，化学复合驱提高采收率均较高，为15％～25％(OOIP)，为化学复合驱油技术的推广应用展现了广阔的前景。

驱油用表面活性剂的种类主要有：石油磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、石油羧酸盐、烯烃磺酸盐、木质素磺酸盐、醇醚磺酸盐、非离子表面活性剂、生物表面活性剂和新型孪链表面活性剂。前两种表面活性剂已经应用于油田现场试验。例如大庆油田采用国产重烷基苯磺酸盐表面活性剂于强碱体系ASP三元复合驱现场试验已取得了良好增油效果，但现场试验研究中又不断出现一些新的问题，如矿场试验用配方体系均使用了较高浓度的强碱，在一些试验区发现油井结垢严重，检泵周期缩短，从而增加了采油的技术难度和附加成本，甚至直接影响油井的正常生产；其次，由于碱浓度高对三元体系粘度有较大影响，为了达到设计的流度控制能力，不得不增大了配方体系中聚合物的浓度，从而增加了驱油剂的成本；复合驱产出液乳化严重、脱水处理难度大，采油成本增加。此外，表面活性剂对不同油藏条件的适应性不强，表面活性剂原料来源不足造成数量供应不足等。适合弱碱三元复合驱体系的石油磺酸盐的研制取得了较大进展，但仍然存在产品性能对油水的适应性和提高产品质量稳定性等问题，弱碱复合体系比强碱复合体系结垢会减弱，但不能消除结垢发生。因此，有必要继续进行复合驱驱油剂进行深入研究，研制系列主剂产品和适合无碱复合体系配方，同时提高产品对不同油水的适应性，提高产品质量稳定性。

为了避免加碱体系结垢、腐蚀、乳化对复合驱现场试验注入产出***、采油举升***、原油脱水和产出液水处理带来的不利因素，探索实现无碱复合体系表面活性剂配方是最佳的途径，也是化学复合驱在各类油藏推广应用的发展方向和目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种无碱化学复合驱体系，用盐来取代碱或是根本就不加盐，通过复合表面活性剂来达到降低界面张力的目的，从而提高三次采油的采收率。

无碱复合驱组合物，由下列成分组成：

复合表面活性剂 0.1-0.4％，

聚合物 0.1-0.25％，

氯化钠或硫酸钠 0-1.0％，

其余为水，

其中复合表面活性剂为石油磺酸盐和非离子表面活性剂烷醇酰胺，二者重量比为：(5-95)∶(95-5)。

优选：(20-80)∶(80-20)。

优选：复合表面活性剂 0.1-0.3％，

聚合物 0.1-0.25％，

氯化钠 0-0.8％，

其余为水(油田注入水)。

所述烷醇酰胺的结构式为RCON(CH₂CH₂OH)_n 其中R＝C₁₂～C₂₀，n＝1-2。

优选分子量为256-400的烷醇酰胺。

所述的石油磺酸盐为石油磺酸钠盐、石油磺酸钾盐或石油磺酸铵盐。

优选石油磺酸盐的平均分子量为400-500。

所述聚合物为聚丙烯酰胺或抗盐聚合物，平均分子量为1200～3500万。

所述水为油田注入污水，矿化度3000-10000mg/l。

上述无碱复合驱在三次采油中的应用。

在化学复合驱驱油剂中，要达到超低界面张力，最主要的是表面活性剂的选用，在常规的单一类型的表面活性剂中很难实现无碱复合驱的目的，本发明通过大量的实验筛选出复合表面活性剂组成的无碱复合驱体系，用盐类代替碱或是不含有盐的情况下，能使油水界面张力达到超低数量级(10^-3mN/m)，实现无碱体系目的。实验证明，该体系对油水具有一定适应性，具有一定的抗二价阳离子的能力，在油藏温度条件下的界面张力测试表明，该体系的界面张力长期稳定好。室内岩心驱油效果良好。

具体实施方式

原料选用：

石油磺酸盐SP-DR系列，大庆石油炼化公司生产，

工业表面活性剂烷醇酰胺，RCON(CH₂CH₂OH)_n其中R＝C₁₂～C₂₀，n＝1-2，分子量为256-400，天津化工厂生产；

聚丙烯酰胺HPAM，大庆炼化公司生产，平均分子量为1200～3000万。抗盐聚合物KYPAM，北京恒聚化工厂生产，平均分子量为1200～2500万。

界面张力测试仪器采用TEXAS-500C旋滴界面张力仪，界面张力测试温度为油藏地层温度，界面张力测试时间为2小时稳定平衡值。

实施例1、

对原油样品T1的界面张力测定

复合表面活性剂重量比为：石油磺酸盐∶烷醇酰胺＝30∶70。

表1复合表面活性剂对原油(T1)/注入污水界面张力(KYPAM 1200mg/L)

注：注入污水矿化度4000mg/l。

表2复合表面活性剂对原油(D1)/注入污水界面张力(HPAM 1300mg/L)

实施例2、

对原油样品T2的界面张力测定

复合表面活性剂重量比为：石油磺酸盐∶烷醇酰胺＝20∶80。

表3复合表面活性剂对原油(T2)/注入混合污水界面张力(KYPAM 1200mg/L)

注：注入混合污水矿化度6000mg/l。

表4复合表面活性剂对原油(T2)/注入混合污水界面张力(KYPAM 1200mg/L)

实施例3

对不同区块原油样品的界面张力的测定

复合表面活性剂重量比为：石油磺酸盐∶烷醇酰胺＝25∶75。不加盐。

表5复合表面活性剂对试验区原油的适应性/注入污水界面张力(KYPAM 1200mg/L)

实施例4

对不同区块原油样品的界面张力的测定

复合表面活性剂重量比为：石油磺酸盐∶烷醇酰胺＝80∶20。不加盐。

表6复合表面活性剂对原油的适应性/注入混合污水界面张力(KYPAM 1200mg/L)

实施例5抗二价阳离子能力测定

复合表面活性剂重量比为：石油磺酸盐∶烷醇酰胺＝20∶80，不加盐。

表7复合表面活性剂抗二价阳离子能力，T2原油/注入污水界面张力(KYPAM 1200mg/L)

表中数据表明，本复合表面活性剂在无碱或加盐条件下，除个别低浓度点界面张力为10^-2mN/m，其它能在表面活性剂浓度范围0.1％-0.3％和盐浓度范围0.0％-1.0％达到超低界面张力。对不同区块原油适应性测试表明除T6原油样品外，其他原油样品都能达到超低界面张力。在添加二价阳离子浓度30-150mg/l范围界面张力仍然保持超低，说明该表面活性剂样品具有良好的抗二价阳离子能力。

考察了复合表面活性剂对水质的适应性，采用混合污水配制时，其在无碱体系的界面活性更好，对不同区块原油的适应性也更强。

实施例6

无碱体系界面张力长期稳定性

复合表面活性剂重量比为：石油磺酸盐∶烷醇酰胺＝25∶75。

在油藏温度条件下进行体系界面张力和粘度稳定性实验，结果见表8。

表8复合表面活性剂对T1原油/注入污水界面张力(KYPAM 1200mg/L，表面活性剂浓度0.3％)

表中数据可知，复合表面活性剂无碱体系在油藏温度条件下经过90天，体系的界面张力仍然维持超低，说明该表面活性剂无碱体系的界面张力长期稳定性良好。

实施例7

室内岩心驱油实验

(1)岩心驱油实验方法

岩心驱油实验采用贝雷岩心，岩心直径38mm、长度150mm左右，空气渗透率90-100×10^-3μm²。驱油实验油水采用油田脱水原油T2和混合污水样品。

驱油实验步骤：岩心饱和油先采用0.05ml/min驱替速度饱和油，油突破后采用0.1ml/min、0.2ml/min、0.4ml/min驱替速度进一步饱和油。然后进行水驱驱油，水驱至含水达到98％时，改注三元、二元复合驱，复合驱油剂注入体积0.5PV，然后注入聚合物保护段塞：1000mg/l HPAM，注入体积0.2PV，再注入后续水驱至含水达到99％以上。记录驱替过程中流出水量、原油量和压力变化，计算出原油采收率。

(2)岩心驱油实验结果

驱油实验结果见表9。表中数据可见，无碱二元复合驱提高采收率幅度在19.8％-20.5％。无碱加盐复合驱提高采收率幅度为21.5％。参比加碱(Na₂CO₃)复合驱提高采收率幅度为20.4％。室内岩心驱油实验表明，无碱体系和无碱加盐体系，该表面活性剂驱油体系具有良好的提高原油驱油效率的能力，与有碱体系相当。无碱体系可以减少聚合物用量200mg/l，同时无碱体系和无碱加盐体系可以避免使用碱造成的结垢、乳化等对采油工艺的不利影响，减少产出液后处理的投资和操作成本。

表9贝雷砂岩驱油效率评价实验结果

Claims

1.一种无碱复合驱组合物，其特征在于：按重量比由下列成分组成：

复合表面活性剂 0.1-0.4％，

聚合物 0.1-0.25%，

其余为水；

复合表面活性剂为石油磺酸盐和非离子表面活性剂烷醇酰胺，二者重量比为（5-95）：（95-5）；

聚合物为聚丙烯酰胺或抗盐聚合物，平均分子量为1200～3500万。

2.根据权利要求1所述的无碱复合驱组合物，其特征在于：其中石油磺酸盐与非离子表面活性剂烷醇酰胺的重量比为（20-80）：（80-20）。

3.根据权利要求1所述的无碱复合驱组合物，其特征在于：

复合表面活性剂 0.1％-0.3％，

聚合物 0.1%-0.25%，

其余为水。

4.根据权利要求1所述的无碱复合驱组合物，其特征在于：所述烷醇酰胺的结构式为RCON(CH₂CH₂OH)_n，其中R为C₁₂～C₂₀的烷基,n=2。

5.根据权利要求4所述的无碱复合驱组合物，其特征在于：所述烷醇酰胺的分子量为256-400。

6.根据权利要求1所述的无碱复合驱组合物，其特征在于：所述的石油磺酸盐为石油磺酸钠盐、石油磺酸钾盐或石油磺酸铵盐。

7.根据权利要求6所述的无碱复合驱组合物，其特征在于：所述石油磺酸盐的平均分子量为400-500。

8.根据权利要求1所述的无碱复合驱组合物，其特征在于：所述水为油田注入污水。